Введение к работе
Актуальность проблемы. В своем выступлении 28 февраля 2007 года Д.А. Медведев отметил, что за год в России 190 тыс. человек умирают от воздействия вредных и опасных производственных факторов, а 15 тыс. - от травм на производстве. По официальной статистике Минздравсоцразвития РФ, с 2003 по 2008 г. было зарегистрировано около 45 тысяч профзаболеваний, примерно 9-12 тысяч в год. В России из-за профзаболеваний в среднем теряется до 10 рабочих дней на одного работающего. По экспертным оценкам, потери рабочего времени составляют около 700 млн рабочих дней в год. Таким образом, производственный травматизм и профессиональные заболевания остаются для России одной из актуальных проблем.
В условиях современного производства особое влияние на самочувствие и производительность труда работников оказывают параметры воздушной среды рабочей зоны. Нарушение их в значительной степени проявляется на предприятиях стройиндустрии, особенно на окрасочных участках, что обусловлено спецификой технологических процессов, вызывающих, прежде всего, превышение температуры на 5-15 С. В связи с этим, обеспечение нормативных параметров воздушной среды согласно, ГОСТ 12.1.005-88. ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны, на окрасочных участках имеет особое значение для высокопроизводительного труда рабочих.
Традиционные системы обеспечения нормативных параметров воздушной среды (СОНПВС), обладая некоторыми достоинствами, имеют ряд недостатков, среди которых громоздкость, необходимость регулярного технического обслуживания, большие энергетические затраты, высокая стоимость.
Анализ технологических процессов нанесения лакокрасочных покрытий, особенностей современных СОНПВС, а также недостатков этих систем, показал, что весьма перспективной с точки зрения простоты конструкции,
4 малой инерционности, надежности, более низких капитальных и эксплуатационных затрат является вихревая технология обработки воздуха для создания нормативных параметров воздушной среды в небольших производственных помещениях. Вихревая технология нашла применение в других сферах народного хозяйства. Применение вихревой технологии для обеспечения нормативных параметров воздушной среды на окрасочных участках ограничено такими недостатками, как невозможность управления параметрами вихревой системы и отсутствие обобщенной методики расчета, что не позволяет достаточно точно прогнозировать эффективность ее применения в СОНПВС.
Таким образом, проблема обеспечения нормативных параметров воздушной среды и исследование возможностей реализации метода вихревого температурного разделения воздушных потоков в СОНПВС окрасочных участков предприятий стройиндустрии является одной из актуальных задач в области охраны труда.
Работа выполнена в соответствии с планом НИР ГОУ ВПО «Ростовский государственный строительный университет» (Р.Н.01.200.1151.91), а также в рамках Программы совместных исследований с университетом прикладных наук г.Эрфурта (Германия).
Цель работы - научное обоснование применения вихревой технологии обработки воздуха для обеспечения нормативных параметров воздушной среды рабочей зоны окрасочных участков предприятий стройиндустрии.
Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:
анализ процесса обеспечения нормативных параметров воздушной среды рабочей зоны на окрасочных участках предприятий стройиндустрии;
теоретические исследования вихревой технологии обеспечения нормативных параметров воздушной среды и экспериментальная проверка результатов теоретических исследований;
практическая реализация результатов теоретических исследований.
Основная идея работы состоит в обеспечении возможности управления параметрами вихревой технологии на основе математического описания ее аэродинамических особенностей для обеспечения нормативных параметров воздушной среды окрасочных участков предприятий стройиндустрии.
Методы исследования включали: аналитическое обобщение известных научных и технических результатов, экспериментальные исследования в лабораторных условиях, обработку экспериментальных данных методами математической статистики и корреляционного анализа с применением ПЭВМ. Достоверность научных положений, выводов обоснована применением классических положений теоретического анализа, результатов других авторов, сходимостью полученных автором теоретических результатов с данными эксперимента в пределах погрешности Д=±5-г14 % при доверительной вероятности 0,95.
Научная новизна работы:
разработана классификационная схема систем обеспечения нормативных параметров воздушной среды;
теоретически обоснован и экспериментально подтвержден новый метод решения задачи обеспечения нормативных параметров воздушной среды окрасочных участков предприятий стройиндустрии на основе вихревой технологии обработки воздуха;
на основании существующих теорий вихревого эффекта усовершенствованы аналитические зависимости для определения аэродинамических параметров воздушного потока вихревой системы обеспечения нормативных параметров воздушной среды путем введения отношения z/d, позволяющего определять скорость и давление в любой точке потока как по длине, так и по радиусу вихревой трубы;
установлена взаимосвязь между параметрами воздуха рабочей зоны и аэродинамическим режимом движения воздушных потоков на основе теплового баланса помещения окрасочного участка.
Практическое значение работы:
разработана методика расчета вихревой системы обеспечения нормативных параметров воздушной среды на окрасочных участках;
разработана технологическая схема вихревой обработки воздуха для решения санитарно-гигиенических задач на окрасочных участках.
Реализация результатов работы:
вихревая система обеспечения нормативных параметров воздушной среды внедрена на окрасочном участке ремонтно-механического цеха ЗАО «Ростовский завод железобетонных конструкций»;
разработанная методика расчета вихревой системы обеспечения нормативных параметров воздушной среды внедрена в НИР кафедры инженерной защиты окружающей среды (ИЗОС) Ростовского государственного строительного университета и в учебный процесс кафедры ИЗОС при проведении практических работ по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности» для студентов специальности 280202 «Инженерная защита окружающей среды»;
разработанная вихревая система обеспечения нормативных параметров воздушной среды внедрена на малярном участке ОАО НП КПП «Квант» г.Ростова-на-Дону.
На защиту выносятся:
применение вихревой системы для обеспечения нормативных параметров воздушной среды рабочей зоны возможно оценить на основе составления теплового баланса помещения окрасочного участка;
полученные аналитические зависимости для расчета результирующих параметров могут быть положены в основу разработки методики расчета вихревой системы;
разработанная методика расчета вихревой системы позволяет рассчитать ее параметры и запроектировать технологическую схему по обеспечению нормативных параметров воздушной среды для заданных производственно-технологических условий окрасочного участка предприятия
7 стройиндустрии.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и получили одобрение на Международной школе-семинаре «Промышленная экология» (г.Ростов-на-Дону,2004), на Международных, межвузовских и внутривузовских научно-практических конференциях «Строительство» (г.Ростов-на-Дону, 2005-2009 гг.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 17 работ, в том числе 1 в издании, рекомендованном ВАК РФ. Общий объем публикаций - 4,22 печатных листа, личный вклад автора в публикациях - 80 %.
Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 128 страницах основного текста, состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников из 175 наименований отечественных и зарубежных авторов, 6 приложений, имеет 32 рисунка, 13 таблиц.
